不同改性聚丙烯腈纖維鐵配合物催化性能的研究.pdf

1、改性聚丙烯腈(PAN)纖維與金屬離子的配合物，作為非均相Fenton反應催化劑能夠應用于染料等有機污染物的氧化降解反應中。為考察改性PAN纖維與鐵配合物的結構與催化性能的關系，本課題分別使用鹽酸羥胺、水合肼及其混合物對PAN纖維進行改性，得到了鹽酸羥胺改性(AO-PAN)、水合肼改性(HA-PAN)和混合改性(M-PAN)的PAN纖維。然后分別將它們作為配體與Fe3+進行配位反應，制備了Fe-AO-PAN、Fe-HA-PAN和Fe-M-

2、PAN三種非均相Fenton催化劑。分別使用掃描電鏡(SEM)、傅立葉紅外光譜(FT-IR)和動態(tài)熱機械分析(DMA)等方法對三種配體和催化劑進行表征和比較研究。重點考察了三種配體與Fe3+配位反應性能之間的異同點，并將三種催化劑分別應用于偶氮染料活性紅195和酸性黑234的光催化氧化降解反應中。主要研究了催化劑的Fe3+附著量(Cfe-PAN)和pH值對染料降解反應的影響，并對三種催化劑的催化活性進行了比較。另外，使用M-PAN配體與

3、Fe3+和Cu2+配位制備了雙金屬配位催化劑，并與上述催化劑的催化活性進行了比較。
　　 結果表明，在PAN配體纖維的制備過程中，反應物濃度的增加和反應時間的延長均有利于三種配體增重率的提高。在增重率相近的條件下，HA-PAN、AO-PAN和M-PAN三種配體與Fe3+發(fā)生配位反應時，其所形成催化劑的CFe-PAN可由大到小依次排列為Fe-AO-PAN、Fe-M-PAN和Fe-HA-PAN。而增加三種配體的增重率、增大溶液Fe3

4、+濃度、延長反應時間和提高反應溫度均可以使三種催化劑的CFe-PAN有所上升。三種催化劑在染料的脫色降解反應過程中起到了不同程度的催化作用，在CFe-PAN相當?shù)娜N催化劑中，F(xiàn)e-M-PAN活性最高，F(xiàn)e-AO-PAN次之，而Fe-HA-PAN最差。提高催化劑的CFe-PAN可使三種催化劑的活性均有所提高，尤以Fe-AO-PAN表現(xiàn)得最為顯著。盡管升高染料溶液的pH值會使三種催化劑的活性均有所降低，但足對于引入了Cu2+的雙金屬配位催